Mikrobiologi Mikrobiologi LingkunganLingkungan

Mikrobiologi tanahMikrobiologi tanah

Mikrobilogi udaraMikrobilogi udara

Mikrobiologi air dan limbahMikrobiologi air dan limbah

Ekologi MikrobaEkologi Mikroba

Ekologi mikrobaEkologi mikroba : studi tentang mikroba dng : studi tentang mikroba dng lingkungan alamiahnya.lingkungan alamiahnya.

Di dlm suatu ekosistem tertentu mikroba merupakan Di dlm suatu ekosistem tertentu mikroba merupakan organisme paling banyak jumlahnya dan memiliki organisme paling banyak jumlahnya dan memiliki kemampuan yg tinggi utk kemampuan yg tinggi utk menyebabkan menyebabkan perubahanperubahan bagian penting dari ekosistembagian penting dari ekosistem

Mikroba di alam hidup bersama saling berinteraksi Mikroba di alam hidup bersama saling berinteraksi dng yg laindng yg lain. . Banyak mikroba berasosiasi dng Banyak mikroba berasosiasi dng organisme yg lebih tinggiorganisme yg lebih tinggi,, di laboratorium di laboratorium cenderung utk berkompetisicenderung utk berkompetisi, , bertahan di tanah bertahan di tanah && air air

Kondisi lingkungan yg ekstrim menekan mikroba utk Kondisi lingkungan yg ekstrim menekan mikroba utk bertahan dan berfungsibertahan dan berfungsi krn faktor fisik krn faktor fisik :: temperaturtemperatur, pH, , pH, ttekanan atau salinitas. ekanan atau salinitas.

Banyak mikroba ditemukan pd lingkungan yg Banyak mikroba ditemukan pd lingkungan yg ekstrim dan dpt bertahan hidup dan berfungsi dng ekstrim dan dpt bertahan hidup dan berfungsi dng kondisi seperti itukondisi seperti itu

Beberapa ciri ekosistem mikrobaBeberapa ciri ekosistem mikroba

1. Keanekaragaman spesies mikroba1. Keanekaragaman spesies mikrobaMikroba dlm lingkungan alamiahnya jarang terdpt sebagai biakan murni.

2. Dinamika populasi2. Dinamika populasiSelama kondisi lingkungan baik dan menguntungkan, Selama kondisi lingkungan baik dan menguntungkan, setiap species mikroba akan tumbuh dng baik. Ketika setiap species mikroba akan tumbuh dng baik. Ketika terjadi perubahan lingkungan, maka akan terjadi terjadi perubahan lingkungan, maka akan terjadi perubahan naik dan turunnya populasi.perubahan naik dan turunnya populasi.

3. Adaptasi dan mutasi3. Adaptasi dan mutasiKemampuan mikroba utk bertahan hidup dan utk Kemampuan mikroba utk bertahan hidup dan utk menyesuaikan diri terhadap perubahan lingkungan.menyesuaikan diri terhadap perubahan lingkungan. Adaptasi Adaptasi fenotipikfenotipik : respons mikroba terhdp : respons mikroba terhdp

lingkungan yg bersifat sementara. perubahan lingkungan yg bersifat sementara. perubahan aktivitas metabolik pada suhu yang berbedaaktivitas metabolik pada suhu yang berbeda

Adaptasi Adaptasi genotipikgenotipik : perubahan dlm genotip akibat : perubahan dlm genotip akibat dari mutasi menghasilkan mutan.dari mutasi menghasilkan mutan.

Interaksi MikrobaInteraksi Mikroba

4. Hubungan antar mikroba dalam ekosistem4. Hubungan antar mikroba dalam ekosistem Mikroba dlm suatu ekosistem memperlihatkan Mikroba dlm suatu ekosistem memperlihatkan

bermacam- macam tipe asosiasi dan interaksi antar bermacam- macam tipe asosiasi dan interaksi antar spesies. spesies.

Tipe – tipe hubungan/simbiosis antar mikroba dlm Tipe – tipe hubungan/simbiosis antar mikroba dlm ekosistem ekosistem PositifPositif (komensalisme,mutualisme), (komensalisme,mutualisme), Negatif Negatif (kompetisi, parasitisme, antagonisme) dan (kompetisi, parasitisme, antagonisme) dan NetralNetral

Netralisme Netralisme : anggota-anggota asosiasi tdk terpengaruh : anggota-anggota asosiasi tdk terpengaruh meskipun tumbuh di dlm lingkungan yg samameskipun tumbuh di dlm lingkungan yg sama

Mutualisme Mutualisme : kedua anggota asosiasi memperoleh : kedua anggota asosiasi memperoleh keuntungankeuntungan

KomensalismeKomensalisme : salah satu anggota asosiasi menerima : salah satu anggota asosiasi menerima keuntungan yaitu dpt tumbuh lebih cepat, dpt mencapai keuntungan yaitu dpt tumbuh lebih cepat, dpt mencapai populasi total yg besar dan pd umumnya tumbuh “lebih populasi total yg besar dan pd umumnya tumbuh “lebih baik”. Anggota yg lain tdk terpengaruhbaik”. Anggota yg lain tdk terpengaruh

AntagonismeAntagonisme, , kompetisi atau parasitismekompetisi atau parasitisme : salah satu : salah satu anggota asosiasi dihambat atau dimatikan, sedangkan anggota asosiasi dihambat atau dimatikan, sedangkan anggota yg lain mendapat keuntungan anggota yg lain mendapat keuntungan

Mikrobiologi TanahMikrobiologi Tanah Secara langsung atau tidak langsung, bahan Secara langsung atau tidak langsung, bahan

buangan dari manusia, hewan, jasad hidup, buangan dari manusia, hewan, jasad hidup, tumbuhan akan dibuang / dikubur dlm tanah tumbuhan akan dibuang / dikubur dlm tanah setelah beberapa lama berubah menjadi setelah beberapa lama berubah menjadi komponen organik dan beberapa anorganik komponen organik dan beberapa anorganik terjadi karena adanya terjadi karena adanya mikroba.mikroba.

Kegiatan mikroba di dlm tanah :Kegiatan mikroba di dlm tanah : Membawa perubahan kimiawi, terutama Membawa perubahan kimiawi, terutama

pengubahan persenyawaan organik yg pengubahan persenyawaan organik yg mengandung mengandung karbon, nitrogen, sulfur, karbon, nitrogen, sulfur, dan fosfordan fosfor menjadi persenyawaan anorganik menjadi persenyawaan anorganik proses proses mineralisasi.mineralisasi.

Siklus N, S, C dan PSiklus N, S, C dan P

Siklus NitrogenSiklus Nitrogen Udara mengandung 79% gas Udara mengandung 79% gas NN22 dan merupakan reservoir dan merupakan reservoir

terbesar.terbesar. MikroMikroba ba menghmenghiidrolisis drolisis protein protein secara enzimatik menjadi secara enzimatik menjadi

asam aminoasam amino yg akan dimetabolisme lebih lanjut yg akan dimetabolisme lebih lanjut dan dan dibebaskan sbg dibebaskan sbg amoniaamonia (NH (NH33) dng reaksi ) dng reaksi deaminasideaminasi : asam : asam amino → asam amino → asam αα keto + NH keto + NH33..

TTumbuhan memperoleh nitrogen dari dlm tanah berupa umbuhan memperoleh nitrogen dari dlm tanah berupa amonia (NHamonia (NH33), ion nitrit (N0), ion nitrit (N022

--), urea (NH), urea (NH22))22COCO22 dan ion dan ion nitrat (N0nitrat (N033

--).). Kebanyakan organisme tdk dpt menggunakan nitrogen dlm Kebanyakan organisme tdk dpt menggunakan nitrogen dlm

bentuk bentuk unsurunsur (sebagai gas N (sebagai gas N22). Agar tumbuhan dpt membuat ). Agar tumbuhan dpt membuat protein maka tumbuhan harus memperoleh nitrogen dlm protein maka tumbuhan harus memperoleh nitrogen dlm bentuk bentuk terikat (terfiksasi).terikat (terfiksasi).

Nitrogen bebasNitrogen bebas dpt bereaksi dng hidrogen atau oksigen dng dpt bereaksi dng hidrogen atau oksigen dng bantuan kilat/ petir. Nitrogen oksida yg terbentuk yg larut dlm bantuan kilat/ petir. Nitrogen oksida yg terbentuk yg larut dlm hujan akan membentuk nitrat.hujan akan membentuk nitrat.

Untuk memecahkan molekul nitrogen agar atom-atomnya dpt Untuk memecahkan molekul nitrogen agar atom-atomnya dpt bergabung atom-atom lain diperlukan energi.bergabung atom-atom lain diperlukan energi.

Fiksasi NFiksasi N Reaksi Reaksi : : NN22 + 3 H + 3 H22 2 NH 2 NH33 b berlangsung dgn bantuan kompleks enzimerlangsung dgn bantuan kompleks enzim

nitrogenasenitrogenase, , memerlukan cukup banyak energi dlm bentuk ATP dan memerlukan cukup banyak energi dlm bentuk ATP dan koenzim.koenzim.

DDilakukan oleh beberapa bakteri yg ilakukan oleh beberapa bakteri yg hidup bebashidup bebas maupun maupun bersimbiosisbersimbiosis dng akar tanaman, misal:  dng akar tanaman, misal:  Clostridium pasteuraniumClostridium pasteuranium, , KlebsKlebsiiellaella, , RhodobacterRhodobacter, , RhizobiumRhizobium

Fiksasi berlangsung bila di lingkungan konsentrasi ammonia Fiksasi berlangsung bila di lingkungan konsentrasi ammonia menurun/rendah.menurun/rendah.

Pada Pada habitat terrestrialhabitat terrestrial : : simbiosis simbiosis mutualisme mutualisme RhizobiumRhizobium d dnng g akar akar tanaman tanaman kacang-kacangan kacang-kacangan Leguminosae Leguminosae merupakan donor terbesar dari merupakan donor terbesar dari senyawa N.senyawa N. Bakteri membentuk sel menjadi tdk beraturan dan menginfeksi Bakteri membentuk sel menjadi tdk beraturan dan menginfeksi akar dng bentuk bintil akar. Di dlm bintil, bakteri akan akar dng bentuk bintil akar. Di dlm bintil, bakteri akan menambat Nmenambat N d daari ri udara utudara utkk tanaman dan bakteri menerima hara utk metabolismenya.. tanaman dan bakteri menerima hara utk metabolismenya..

Pada Pada habitat perairanhabitat perairan : dilakukan oleh kelompok : dilakukan oleh kelompok cyanobacteria (cyanobacteria (Anabaena, Anabaena, Nostoc, Gloeotrichia, Oscillatoria, LyngbyaNostoc, Gloeotrichia, Oscillatoria, Lyngbya, dll), dll)

AmonifikasiAmonifikasi

Amonifikasi dilakukan oleh tumbuhan, hewan Amonifikasi dilakukan oleh tumbuhan, hewan dan mikroorganisme.dan mikroorganisme.

Pada lingkungan asam atau netral, NHPada lingkungan asam atau netral, NH33 ada dlm  ada dlm bentuk ion NHbentuk ion NH44

++. .

Pada lingkungan basa, NHPada lingkungan basa, NH33 akan dilepas ke  akan dilepas ke atmosfiratmosfir

Ion NHIon NH44++ merupakan bentuk N yg dpt digunakan  merupakan bentuk N yg dpt digunakan

oleh berbagai organisme termasuk oleh berbagai organisme termasuk mikroorganisme.mikroorganisme.

Nitrifikasi Nitrifikasi • Nitrogen yg diikat biasanya dlm bentuk Nitrogen yg diikat biasanya dlm bentuk amoniaamonia a amonia diperoleh monia diperoleh

dari hasil penguraian jaringan yg mati oleh bakteri. dari hasil penguraian jaringan yg mati oleh bakteri.

• AmoniaAmonia dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu dinitrifikasi oleh bakteri nitrit, yaitu Nitrosomonas Nitrosomonas dan dan Nitrosococcus Nitrosococcus shg menghasilkan nitrat yg akan diserap oleh akar shg menghasilkan nitrat yg akan diserap oleh akar tumbuhan. tumbuhan.

• Bakteri autotrof mendapatkan energi dari oksidasi NHBakteri autotrof mendapatkan energi dari oksidasi NH33 menjadi nitrit menjadi nitrit (NO(NO22

--) dan kemudian nitrit dioksidasi menjadi nitrat (NO) dan kemudian nitrit dioksidasi menjadi nitrat (NO33--))

22NNHH44++ + 3O + 3O2 2 22NONO22

-- + + 44HH++ + 2H + 2H22OO

(oleh (oleh NitrosomonasNitrosomonas dandan NitrosococcusNitrosococcus secara aerob) secara aerob)

2NO2NO22-- + O + O22 2NO 2NO33

-- (oleh bakteri (oleh bakteri NitrobacterNitrobacter secara aerob) secara aerob)

Mikroorganisme yg berperan: Mikroorganisme yg berperan: Arthrobacter, Aspergillus, NitrosomonasArthrobacter, Aspergillus, Nitrosomonas

Proses nitrifikasi penting krn perubahan ion NHProses nitrifikasi penting krn perubahan ion NH44++ menjadi NO menjadi NO22

-- & & NONO33--

membuat muatan ion menjadi negatif, yg memungkinkan N bergerak membuat muatan ion menjadi negatif, yg memungkinkan N bergerak bebas di dlm air tanahbebas di dlm air tanah

Reduksi Nitrat & DenitrifikasiReduksi Nitrat & Denitrifikasi Ion NOIon NO33

--  dpt digunakan oleh organisme melalui reduksi nitrat   dpt digunakan oleh organisme melalui reduksi nitrat asimilatif.asimilatif.

Selain itu, ion NOSelain itu, ion NO33-- dpt berfungsi sbg  dpt berfungsi sbg akseptorakseptor

elektronelektron terakhir terakhir bila di lingk tdk terdpt oksigen. Fenomena bila di lingk tdk terdpt oksigen. Fenomena ini disebut ini disebut respirasi nitratrespirasi nitrat atau atau reduksi nitrat disimilatifreduksi nitrat disimilatif.   .  

Reduksi nitrat ada 2 jenis: Reduksi nitrat ada 2 jenis: ion NOion NO33

-- menjadi NO menjadi NO22- - (oleh (oleh baktbakterieri fakultatif anaerob fakultatif anaerob :: Alcaligenes, Alcaligenes,

Escherichia, EnterobacterEscherichia, Enterobacter)) ion NOion NO33

-- menjadi NO dan N menjadi NO dan N22OO (oleh (oleh genus-genus genus-genus Paracoccus, Paracoccus, ThiobacillusThiobacillus))

JadiJadi oleh bakteri denitrifikan, nitrat (NO oleh bakteri denitrifikan, nitrat (NO33) diubah menjadi ) diubah menjadi nitrit dan ada yg dpt mengubah nitrit menjadi nitrogen nitrit dan ada yg dpt mengubah nitrit menjadi nitrogen kembali yg dilepaskan ke udara, dng cara ini siklus nitrogen kembali yg dilepaskan ke udara, dng cara ini siklus nitrogen akan berulang dlm ekosistem.akan berulang dlm ekosistem.

DenitrifikasiDenitrifikasi → reduksi nitrat menjadi nitrit, nitro oksida : → reduksi nitrat menjadi nitrit, nitro oksida :

NONO33- - + CH+ CH22O + HO + H++ ½ N ½ N22O + COO + CO22 + 1½ H + 1½ H22O O

(oleh bakteri Pseudomonas dan (oleh bakteri Pseudomonas dan Thiobacillus Thiobacillus denitrificansdenitrificans))

Siklus SulfurSiklus Sulfur

Sulfur dpt ditemukan dlm bentuk Sulfur dpt ditemukan dlm bentuk sulfur, sulfisulfur, sulfitt dan dan sulfatsulfat yg di hasilkan oleh bermacam-macam mikroorganisme.yg di hasilkan oleh bermacam-macam mikroorganisme.

Bakteri berperan penting Bakteri berperan penting perombakan sulfur di udaraperombakan sulfur di udara termasuk termasuk pembusukan proteinpembusukan protein yg menghasilkan sulfat yg menghasilkan sulfat (SO(SO44

==) pd pH 3-4.) pd pH 3-4. Pada keadaan anaerob, bakteri menghasilkan Pada keadaan anaerob, bakteri menghasilkan HH22SS dan dan

dimetil sulfidadimetil sulfida (CH (CH33SCHSCH33) yg berwujud gas) yg berwujud gas jika jika memasuki atmosfer maka gas tercuci dari udara krn adanya memasuki atmosfer maka gas tercuci dari udara krn adanya hujanhujan..

Ada sebagian sulfur di daratan terbawa oleh air sungai ke Ada sebagian sulfur di daratan terbawa oleh air sungai ke laut.laut. Proses pengembalian ke darat melalui perubahan Proses pengembalian ke darat melalui perubahan senyawa menjadi gas senyawa menjadi gas HH22S dan SOS dan SO22 atmosfer dan tercuci atmosfer dan tercuci diudara krn adanya hujan. diudara krn adanya hujan.

Ada sebagian SOAda sebagian SO22 yg berasal dari tumbuhan. yg berasal dari tumbuhan. Pada perubahan HPada perubahan H22S → SS → S maka maka H H22S berfungsi sebagai S berfungsi sebagai

reduktan. Ada sekelompok bakteri kemooutotrof (anaerob) reduktan. Ada sekelompok bakteri kemooutotrof (anaerob) yg yg memanfaatkan energimemanfaatkan energi dari perubahan ini. dari perubahan ini.

Thiobacillus ferooxidansThiobacillus ferooxidans, mendapatkan energi , mendapatkan energi dng mengoksidasi ion ferro/ sulfida yg dpt dng mengoksidasi ion ferro/ sulfida yg dpt menimbulkan masalah ditambang batubara yg menimbulkan masalah ditambang batubara yg banyak mengandung ferrosulfida (FeS). Jika para banyak mengandung ferrosulfida (FeS). Jika para penambang berhubungan dng udara dan air maka penambang berhubungan dng udara dan air maka bakteri bakteri Thiobacillus ferooxidansThiobacillus ferooxidans akan akan mengoksidasi FeS dng reaksi : mengoksidasi FeS dng reaksi :

FeFe22(SO(SO44))33 + 6 H + 6 H22O → 2 Fe(OH)O → 2 Fe(OH)33 + 3 H + 3 H22SOSO44.. HH22SOSO4 4 mencemarimencemari air sungai. air sungai. Pada pH rendah Pada pH rendah

dpt mematikan dan menghalangi perombakan dpt mematikan dan menghalangi perombakan limbah dng meningkatkan kebutuhan oksigen limbah dng meningkatkan kebutuhan oksigen hayati.hayati.

Pada keadaan anaerob, Pada keadaan anaerob, SOSO44== direduksi direduksi oleh oleh

kelompok kelompok desulfdesulfovovibrio ibrio menjadi Hmenjadi H22S. S.

S pada keadaan anaerob direduksi menjadiS pada keadaan anaerob direduksi menjadi H H22SS oleh kelompok bakteri oleh kelompok bakteri desulforomonasdesulforomonas..

Siklus SulfurSiklus Sulfur

SO4 2-

SO3 2-

Elemen S

Sulfur organik

Reduksi sulfat(assimilatory)

Oksidasi sulfur

mineralisasi

H2S

Oksidasi sulfur

Reduksi sulfat(dissinilatory)

Desulfovibrio

Reduksi sulfur

Aerobik:ThiobacillusBeggiatoaThiotrix

Anaerobik:ChlorobiumChromatium

AlteromonasClostridiumDesulfovibrio

Desulfotomaculum

Siklus KarbonSiklus Karbon dan Air dan Air Di atmosferDi atmosfer, , kandungan COkandungan CO22 == 0 0,,03%. 03%. Sumber-sumber COSumber-sumber CO22 di udara di udara ::

respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran respirasi manusia dan hewan, erupsi vulkanik, pembakaran batubara, dan asap pabrik.batubara, dan asap pabrik.

COCO22 di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan utk di udara dimanfaatkan oleh tumbuhan utk fotosintesis fotosintesis dan dan menghasilkan menghasilkan OO22 yg nantinya digunakan oleh manusia dan hewan utk yg nantinya digunakan oleh manusia dan hewan utk respirasirespirasi menghasilkan panas dan membuang COmenghasilkan panas dan membuang CO22 ke atmosfer. ke atmosfer.

Hewan dan tumbuhan yg matiHewan dan tumbuhan yg mati dioksidasi oleh dioksidasi oleh mikroba mikroba dekomposerdekomposer (terutama bakteri) menghasilkan panas dan CO (terutama bakteri) menghasilkan panas dan CO22 ke ke lingkunganlingkungan dan dan dlm waktu yg lama dlm waktu yg lama memmembentuk batubara di dlm bentuk batubara di dlm tanah. Batubara dimanfaatkan lagi sbg bahan bakar yg juga tanah. Batubara dimanfaatkan lagi sbg bahan bakar yg juga menambah kadar C0menambah kadar C022 di udara. di udara.

Di ekosistem air, pertukaran C0Di ekosistem air, pertukaran C022 dng atmosfer berjalan secara tdk dng atmosfer berjalan secara tdk langsung. Karbon dioksida berikatan dng air membentuk langsung. Karbon dioksida berikatan dng air membentuk asam asam karbonatkarbonat yg terurai menjadi yg terurai menjadi ion bikarbonation bikarbonat sumber karbon bagi sumber karbon bagi alga yg memproduksi makanan utk diri mereka sendiri dan alga yg memproduksi makanan utk diri mereka sendiri dan organisme heterotrof lain. organisme heterotrof lain.

Sebaliknya, saat organisme air Sebaliknya, saat organisme air berespirasi,berespirasi, CO CO22 yg mereka yg mereka keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dlm air adalah keluarkan menjadi bikarbonat. Jumlah bikarbonat dlm air adalah seimbang dng jumlah C0seimbang dng jumlah C022 di air. di air.

SIKLUS FOSFORSIKLUS FOSFOR Fosfor merupakan bahan yg penting bagi tumbuhan dan binatang, dan Fosfor merupakan bahan yg penting bagi tumbuhan dan binatang, dan

biasanya dlm bentuk ion biasanya dlm bentuk ion POPO443-3- dan dan HPOHPO44

==.. Di alam senyawa fosfat Di alam senyawa fosfat terdpt dlm dua bentukterdpt dlm dua bentuk : : organik organik (pd tumbuhan dan hewan) dan (pd tumbuhan dan hewan) dan anorganikanorganik (pd air dan tanah). (pd air dan tanah).

Proporsi fosfor dlm bahan hidup relatif kecil, namun mempunyai peran Proporsi fosfor dlm bahan hidup relatif kecil, namun mempunyai peran yg penting sbg penyusun asam nukleat yg penting sbg penyusun asam nukleat (yg (yg menyimpan dan menyimpan dan mentranslasikan sandi genetik.mentranslasikan sandi genetik.).). Selain itu fosfor Selain itu fosfor sbg sbg dasar ikatan ATP dasar ikatan ATP yg berenergi tinggi yg berenergi tinggi utk fotosintesis dan respirasi. utk fotosintesis dan respirasi.

Kelimpahan fosfat dpt menyebabkan pertumbuhan ganggang di air Kelimpahan fosfat dpt menyebabkan pertumbuhan ganggang di air terlalu cepat shg ganggang dpt menghabiskan semua oksigen di dlm air terlalu cepat shg ganggang dpt menghabiskan semua oksigen di dlm air dan membunuh makhluk hidup air disekitarnya → dan membunuh makhluk hidup air disekitarnya → eutrophication.eutrophication.

Binatang memperoleh fosfor dari tumbuhan Binatang memperoleh fosfor dari tumbuhan yg mereka makanyg mereka makan, dan , dan fosfor ini merupakan komponen tulang, gigi dan kulit kerang.fosfor ini merupakan komponen tulang, gigi dan kulit kerang.

Fosfat organikFosfat organik dari hewan dan tumbuhan yg mati diuraikan oleh dari hewan dan tumbuhan yg mati diuraikan oleh dekomposer dekomposer (pengurai) menjadi (pengurai) menjadi fosfat anorganikfosfat anorganik. Fosfat anorganik . Fosfat anorganik yg terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan yg terlarut di air tanah atau air laut akan terkikis dan mengendap di mengendap di sedimen laut.sedimen laut.

Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik Fosfat dari batu dan fosil terkikis dan membentuk fosfat anorganik terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan terlarut di air tanah dan laut. Fosfat anorganik ini kemudian akan diserap oleh akardiserap oleh akar tumbuhan lagi. tumbuhan lagi.

Burung-burung mengambil ikan di laut (mengandung fosfor) dan Burung-burung mengambil ikan di laut (mengandung fosfor) dan mengembalikannya ke darat melalui tahi burung yg digunakan mengembalikannya ke darat melalui tahi burung yg digunakan tumbuhan sebagai pupuk.tumbuhan sebagai pupuk.

Mikrobiologi UdaraMikrobiologi Udara Udara Udara : campuran gas yg tidak terlihat, tdk ada : campuran gas yg tidak terlihat, tdk ada

kandungan nutrisikandungan nutrisi Mikroba yg ada hanya tinggal sementara (melayang) atau Mikroba yg ada hanya tinggal sementara (melayang) atau

bersama partikel debubersama partikel debu Jumlah dan macam mikroba berdasarkan : Jumlah dan macam mikroba berdasarkan : lokasi, kondisi lokasi, kondisi

cuaca dan jumlah manusiacuaca dan jumlah manusia Pada daerah Pada daerah berdebuberdebu, jumlah mikroba meningkat., jumlah mikroba meningkat. Pada daerah Pada daerah basahbasah jumlah mikroba sedikit jumlah mikroba sedikit krn banyak krn banyak

mengendap bersama partikel air ke tanahmengendap bersama partikel air ke tanah Pada Pada dataran tinggidataran tinggi jumlah mikroba rendah jumlah mikroba rendah krn kelembaban krn kelembaban

tinggi.tinggi.

Sumber kontaminasi udaraSumber kontaminasi udara Organisme saluran pernafasan : kontak langsung atau tdk Organisme saluran pernafasan : kontak langsung atau tdk

langsung langsung Orang dewasa : terlalu aktifOrang dewasa : terlalu aktif Penyakit menular : Penyakit menular : virusvirus (cacar, influensa), (cacar, influensa), bakteribakteri

(difteri, ISPA), (difteri, ISPA), jamurjamur (histoplasmosis) (histoplasmosis)

Identifikasi keberadaan mikroba udaraIdentifikasi keberadaan mikroba udara Menangkap dng cawan hara pd waktu tertentuMenangkap dng cawan hara pd waktu tertentu Menyaring melalui membran sterilMenyaring melalui membran steril Sejumlah volume udara tertentu ditiup pd medium Sejumlah volume udara tertentu ditiup pd medium

sterilsteril

Perlunya pencegahanPerlunya pencegahan Mengurangi penularan penyakitMengurangi penularan penyakit Mencegah pembusukan makananMencegah pembusukan makanan Mencegah tersebar/masuknya mikroba kontaminanMencegah tersebar/masuknya mikroba kontaminan

Pencegahan dan pengendalianPencegahan dan pengendalian Imunisasi : Imunisasi : pd persentase yg cukup dr jml penduduk pd persentase yg cukup dr jml penduduk

shg orang yg rentan (sisanya) akan lebih sedikit.shg orang yg rentan (sisanya) akan lebih sedikit. Mengurangi kandungan mikrobaMengurangi kandungan mikroba

• Sirkulasi udara luar dan dalamSirkulasi udara luar dan dalam : mengatur aliran udara : mengatur aliran udara• Penyaringan udaraPenyaringan udara : dng penyaring halus : dng penyaring halus • Sterilisasi :Sterilisasi : dng sinar UV di saluran ventilasi atau udara atas dng sinar UV di saluran ventilasi atau udara atas• Mengatur tekanan udaraMengatur tekanan udara : misalnya ruang bedah diberi : misalnya ruang bedah diberi

tekanan lebih tinggi agar mikroba tidak masuktekanan lebih tinggi agar mikroba tidak masuk

Mikrobiolgi Air dan LimbahMikrobiolgi Air dan Limbah

Air dikelompokkan dlmAir dikelompokkan dlm : : Air terkontaminasiAir terkontaminasi: mengandung bahan : mengandung bahan kimiakimia beracun beracun

atau organisme patogenatau organisme patogen Air tercemarAir tercemar: : tdktdk terkontaminasi tetapi mempunyai terkontaminasi tetapi mempunyai

penampilan atau rasa yg tdk dikehendakipenampilan atau rasa yg tdk dikehendaki Air minumAir minum: bebas dari substansi berbahaya atau tdk : bebas dari substansi berbahaya atau tdk

menyenangkanmenyenangkan

Flora mikroba airFlora mikroba air Bakteri yg umum terdpt di air : Bakteri S, Fe, pembentuk Bakteri yg umum terdpt di air : Bakteri S, Fe, pembentuk

spiral, berpigmen atau tidak, pembentuk spora (bacillus)spiral, berpigmen atau tidak, pembentuk spora (bacillus) Air berbahaya bila terkontaminasi oleh sumber dari luar. Air berbahaya bila terkontaminasi oleh sumber dari luar. Kontaminan penyebab penyakit infeksi adalahKontaminan penyebab penyakit infeksi adalah faeces faeces

manusia. manusia. Organisme indikator:Organisme indikator:Escherichia coliEscherichia coli

• Terdapat hanya pd faeces manusiaTerdapat hanya pd faeces manusia• Tidak pernah ada bebas di alamTidak pernah ada bebas di alam

Pengujian kemurnian airPengujian kemurnian air Cawan standar Cawan standar : : menggunakan medium haramenggunakan medium hara Jumlah perkiraan terdekat (Most Probable Number)Jumlah perkiraan terdekat (Most Probable Number)::

Uji perkiraanUji perkiraan, , Uji pastiUji pasti,, Uji jadi Uji jadi

Jumlah perkiraan terdekat (JPT/MPN)Jumlah perkiraan terdekat (JPT/MPN) Uji perkiraanUji perkiraan Pd medium laktosa, Pd medium laktosa, bila terjadi gas dan bila terjadi gas dan berubahberubah

warnawarna setelah 24 – 48 jam setelah 24 – 48 jam ((3535ooCC)) dianggap (+). dianggap (+). Dihitung dng tabel atau perhitungan.Dihitung dng tabel atau perhitungan.

Uji pastiUji pastiUtk meyakinkakn bahwa Utk meyakinkakn bahwa gasgas yg terbentuk hasil yg terbentuk hasil fermentasi laktosa oleh organisme enterik. Bila fermentasi laktosa oleh organisme enterik. Bila terbentuk gas 48 jam menunjukkan pasti coliformterbentuk gas 48 jam menunjukkan pasti coliformPada medium empedu + zat warna yg menggahambat Pada medium empedu + zat warna yg menggahambat pertumbuhan Gram (+)pertumbuhan Gram (+)

Uji jadiUji jadiPd medium EMB/Endo Agar, 24 jam ada koloni Pd medium EMB/Endo Agar, 24 jam ada koloni kilap kilap hijau/merahhijau/merah jambu jambu (+) (+)

Diferensiasi Diferensiasi E. coliE. coli dan enterobacter dan enterobacter Medium Laktosa : 24 jam 44,5Medium Laktosa : 24 jam 44,5ooCC Uji IMVIC : Uji IMVIC : Indol, Metil Red, Voges Proskauer, CitratIndol, Metil Red, Voges Proskauer, Citrat Penyaringan membran : Penyaringan membran : mmelalui membran selulosa elalui membran selulosa

asetat, kemudian ditumbuhkan dlm medium khusus. asetat, kemudian ditumbuhkan dlm medium khusus. Dihitung berdasarkan jumlah koloni yg terbentukDihitung berdasarkan jumlah koloni yg terbentuk

Uji indolUji indolMedium pepton yg kaya triptofanMedium pepton yg kaya triptofanBila terbentuk indol Bila terbentuk indol :: + + k krn E coli mempunyai rn E coli mempunyai triptofanase yg menyebabkan terbentuknya indol, asam triptofanase yg menyebabkan terbentuknya indol, asam piruvat dan amoniakpiruvat dan amoniak

Uji metil merahUji metil merahDlm medium ini Dlm medium ini E. coliE. coli memfermentasi glukosa memfermentasi glukosa menghasilkan asam organik menghasilkan asam organik (+)(+), sedangkan , sedangkan E. aerogenes E. aerogenes memfermentasi 2,3 butilen glikol memfermentasi 2,3 butilen glikol (-)(-)

Uji Voges-ProskauerUji Voges-ProskauerDDeteksi adanya asetoineteksi adanya asetoin 2,3 butilen glikol2,3 butilen glikolE. coli E. coli (-)(-), E. aerogenes , E. aerogenes (+)(+)

Uji SitratUji Sitrat• Sitrat sbg satu-satunya sumber Sitrat sbg satu-satunya sumber CC, dpt , dpt

digunakan sebagai mediumdigunakan sebagai medium• E. coliE. coli : : (-) (-) krn sitrat tdk dpt melewati krn sitrat tdk dpt melewati

membran sel, shg bukan sebagai sumber Cmembran sel, shg bukan sebagai sumber C• E. aerogenes : E. aerogenes : (+)(+) krn sitrat mampu lewat krn sitrat mampu lewat

membran sel, shg dpt sebagai sumber Cmembran sel, shg dpt sebagai sumber C

Peran bakteri dlm pemurnian anak Peran bakteri dlm pemurnian anak sungai dan sungaisungai dan sungai

Sungai merupakan tempat pembuangan Sungai merupakan tempat pembuangan sampah. Perombakan bahan organik sampah. Perombakan bahan organik dilakukan oleh bakteri aerob dan anaerob. dilakukan oleh bakteri aerob dan anaerob.

Perombakan sempurna hanya dilakukan Perombakan sempurna hanya dilakukan oleh bakteri aerob oleh bakteri aerob menjadi CO menjadi CO22 dan H dan H22OO

Pengendalian penyakit yg Pengendalian penyakit yg tterbawa airerbawa air Pemurnian airPemurnian air Pembuangan limbahPembuangan limbah Pengujian airPengujian air

Diagram pemurnian airDiagram pemurnian airAir disimpan sementara partikel mengendap di dasar

Reservoir air mentah

Stasiun pompa

Tangki pencampur

Kolam Pengendapan

Saringan Pasir

Klorinasi

Reservoir

Sedimentasi

Tawas

Koagulasi

Filtrasi

Kimia

Penyimapan

konsumen

Proses sedimentasi dipercepat m.o + bahan halus

Mengendap

99% m.o disingkirkan

Mematikan m.o

Air aman untuk diminum

PENANGANAN LIMBAH INDUSTRI

Di dlm industri fermentasi, melalui suatu proses bahan mentah Di dlm industri fermentasi, melalui suatu proses bahan mentah dikonversikan menjadi berbagai macam produk dan sejumlah dikonversikan menjadi berbagai macam produk dan sejumlah limbah yg bermacam-macam tergantung proses yg digunakan.limbah yg bermacam-macam tergantung proses yg digunakan.

Setiap proses industri menghasilkan produk dan limbah Setiap proses industri menghasilkan produk dan limbah bentuk bentuk padat dan cairpadat dan cair,, dpt berupa senyawa dpt berupa senyawa organik dan organik dan anorganik. anorganik.

BBila ila limbah tdklimbah tdk diolah terlebih dulu diolah terlebih dulu ( (dibuang ke lingkungandibuang ke lingkungan) ) pencemaran.pencemaran.

Biasanya iBiasanya industri fermentasi tdk mengandung material toksik, ndustri fermentasi tdk mengandung material toksik, tetapi limbahtetapi limbahnyanya banyak mengandung banyak mengandung senyawa organiksenyawa organik yg yg mudah didegradasi oleh mikrobiamudah didegradasi oleh mikrobia kandungan kandungan oksigen oksigen terlarutterlarut dlm limbah akan menghambat pertumbuhan organisme dlm limbah akan menghambat pertumbuhan organisme lingkunganlingkungannyanya

MakaMaka limbah industri sebelum dibuang ke lingkungan perlu limbah industri sebelum dibuang ke lingkungan perlu diolah terlebih dahulu baik secara diolah terlebih dahulu baik secara fisik, kimia dan secara fisik, kimia dan secara hayatihayati menggunakan mikrobia. menggunakan mikrobia.

Pengolahan limbahPengolahan limbah PrimerPrimer :: menghilangkan sebagian benda padat menghilangkan sebagian benda padat SekunderSekunder :: menghilangkan kebutuhan O menghilangkan kebutuhan O22 hayati hayati

dng mengoksidasi semua bahan organik. dng mengoksidasi semua bahan organik. Perombakan aerob oleh mikroba alami limbah.Perombakan aerob oleh mikroba alami limbah. KendalaKendala ::- Mikroba tidak cukup- Mikroba tidak cukup- Laju difusi O- Laju difusi O22 tidak cukup cepat tidak cukup cepat

TersierTersier : : utkutk mengubah Nitrogen sisa menjadi mengubah Nitrogen sisa menjadi amoniak dan Fosfor diendapkan menjadi kalsium amoniak dan Fosfor diendapkan menjadi kalsium fosfatfosfat

Metode sekunder:Metode sekunder: Lumpur aktifLumpur aktif : limbah dan endapan lumpur yg : limbah dan endapan lumpur yg

diberi udara terus menerus. diberi udara terus menerus. Saringan tuanganSaringan tuangan: limbah disemprotkan dlm : limbah disemprotkan dlm

kerikil, dibiarkan beberapa waktu sampai mikroba kerikil, dibiarkan beberapa waktu sampai mikroba aerob membentuk koloni pd batuan. Digunakan aerob membentuk koloni pd batuan. Digunakan sebagai penyaring dengan mengoksidasi bahan sebagai penyaring dengan mengoksidasi bahan organik.organik.

BAHAN MENTAH

LIMBAH

PRODUK

BAHAN ANORGANIK

BAHAN ORGANIK• Masa sel dan padatan tersuspensi•Air : air cucian, pendingin, air limbah

DIBUANG

DITAMPUNG

POLUSI LINGK.

DIPERLUKAN

MEDIA UTK PROSES LAIN

PAKAN TERNAK

EFFLUENBERSIH

PENANGANAN LIMBAH INDUSTRI

Faktor-faktor Yang DiamatiPada Air LimbahPenanganan dan

Pembuangan Limbah

Strategi Pengolahan Limbah

Strategi Penanganan Limbah

Uji Laboratoris

Daya Buang Industri

ProsesPenanganan Limbah

Penanganan danPembuangan Limbah

-Effluen dibuang langsung ke lingkungan tanpa perlakuan.-Efluen dibuang ke tanah, lagoon, sumur.-Sebagian effluen diperlakukan sebelum dibuang-Effluen dikirim ke penampungan limbah.-Effluen ditangani oleh industri itu sendiri.

Faktor-faktor Yang Diamati Pada Air Limbah

-Kecepatan alir limbah.-Kekeruhan/warna.-Padatan tersuspensi.-Oksigen terlarut, BOD, COD-pH dan temperatur.-Kandungan toksik; logam, Cl-, sulfida,sianida, fenol dan detergent.-Bau dan rasa.-Radioaktivitas.

Penanganan dan pembuangan limbahPenanganan dan pembuangan limbah Effluen dibuang ke sungai atau laut tanpa Effluen dibuang ke sungai atau laut tanpa

perlakuan terlebih dahuluperlakuan terlebih dahulu Effluen dibuang ke tanah, lagoon, dimasukkan ke Effluen dibuang ke tanah, lagoon, dimasukkan ke

sumur.sumur. Sebagian effluen dibuang langsung tanpa Sebagian effluen dibuang langsung tanpa

perlakuan dan sebagian diperlakukan terlebih perlakuan dan sebagian diperlakukan terlebih dahulu sebelum dibuangdahulu sebelum dibuang

Semua effluen dikirim ke penampungan limbah Semua effluen dikirim ke penampungan limbah utk diperlakukanutk diperlakukan

Semua effluen ditangani terlebih dahulu di Semua effluen ditangani terlebih dahulu di industri itu sendiri.industri itu sendiri.

Proses penanganan limbahProses penanganan limbah limbah industri limbah industri sebelum dibuang ke lingkungan perlu diolah sebelum dibuang ke lingkungan perlu diolah terlebih dahulu baik secara terlebih dahulu baik secara fisik, kimia fisik, kimia dandan secara hayatisecara hayati (biologi)(biologi) menggunakan mikrobia.menggunakan mikrobia.

Penangan limbah Penangan limbah secara fisiksecara fisik :: dng dng menyisihkan limbah padat secara fisik dari menyisihkan limbah padat secara fisik dari bagian cairan. bagian cairan.

Kalau Kalau secara kimiawisecara kimiawi partikel diendapkan partikel diendapkan atau dikonjugasi /flokulasi menggunakan atau dikonjugasi /flokulasi menggunakan ferrous atau ferisulfat, almunium sulfat ferrous atau ferisulfat, almunium sulfat atau calcium hidroksida sbg koagulan. atau calcium hidroksida sbg koagulan.

Penanganan limbah Penanganan limbah secara hayatisecara hayati, dpt , dpt menggunakan cara menggunakan cara aerob aerob dan dan anaerobanaerob oleh kumpulan mikrobia oleh kumpulan mikrobia ((lumpur aktif lumpur aktif atauatau activity sludgeactivity sludge))..

Parameter Parameter mikrobiologismikrobiologis meliputi meliputi kandungan E coli, streptocokandungan E coli, streptococccus dari cus dari mikrobia patogenmikrobia patogen

Kadar oksigen terlarutKadar oksigen terlarut• Esensial utk pertumbuhan beberapa jasad renikEsensial utk pertumbuhan beberapa jasad renik• Konsentrasi oksigen terlarutKonsentrasi oksigen terlarut : 4 mg/dm: 4 mg/dm-3-3 atau 90% atau 90% konsentrasi jenuh.konsentrasi jenuh.

• Dipengaruhi oleh partikel-partikel bahan organik Dipengaruhi oleh partikel-partikel bahan organik terlarutterlarut

• Metoda pengukuran :Metoda pengukuran : BODBOD dan dan CODCOD

Keperluan oksigen biokimia (BOD): Keperluan oksigen biokimia (BOD): • UUkuran kuantitas oksigen ygkuran kuantitas oksigen yg diperlukan utk oksidasi diperlukan utk oksidasi

bahan organikbahan organik didlm air, oleh mikrobia yg terkandung di didlm air, oleh mikrobia yg terkandung di dlmnya pd inteval waktu dan suhu tertentu.dlmnya pd inteval waktu dan suhu tertentu.

• Kadar oksigen effluen ditentukan dng memasukkan Kadar oksigen effluen ditentukan dng memasukkan larutan limbah ke dllarutan limbah ke dlmm botol berwarna gelap, sebelum botol berwarna gelap, sebelum dan setelah diinkubasi pada suhu 20dan setelah diinkubasi pada suhu 2000C selama 5 hari.C selama 5 hari.

• Penurunan oksigen dpt dihitung dng satuan OPenurunan oksigen dpt dihitung dng satuan O22 yg yg dikonsumsi per dmdikonsumsi per dm33 sampel. sampel.

• Pengukuran ini digunakan hanya utk menentukan bahan Pengukuran ini digunakan hanya utk menentukan bahan yg dpt didegradasi.yg dpt didegradasi.

• Pada umumnya BOD diukur setelah 5 hari inkubasi.Pada umumnya BOD diukur setelah 5 hari inkubasi.

Keperluan oksigen kimia (COD)Keperluan oksigen kimia (COD) Uji dilakukan dng memperlakukan sampel dng Uji dilakukan dng memperlakukan sampel dng

sejumlah larutan Potasium dikromat asam yg sejumlah larutan Potasium dikromat asam yg mendidih selama 2,5 sampai 4 jam, kemudian mendidih selama 2,5 sampai 4 jam, kemudian sisa dikromat dititrasi dng ferro sulfat atau sisa dikromat dititrasi dng ferro sulfat atau fero-ammonium sulfat.fero-ammonium sulfat.

Bahan organik teroksidasi sebanding dng Bahan organik teroksidasi sebanding dng potasium dikromat yg digunakan.potasium dikromat yg digunakan.

Metode ini digunakan utk mengukur semua Metode ini digunakan utk mengukur semua kandungan bahan organik yg mudah dan sukar kandungan bahan organik yg mudah dan sukar terdegradasi, baik yg rekalsiran maupun yg terdegradasi, baik yg rekalsiran maupun yg bersifat toksik.bersifat toksik.

Perbandingan BOD : COD yg ideal utk buangan Perbandingan BOD : COD yg ideal utk buangan antara antara 0,2-0,5 : 10,2-0,5 : 1

Beberapa buangan industri yg komposisinya Beberapa buangan industri yg komposisinya bervariasi mempunyai rasio BOD : COD bervariasi mempunyai rasio BOD : COD bervariasi pulabervariasi pula

Strategi Pengolahan Limbah

1. Survey ke industri.2. Mengidentifikasi sumber air tercemar.3. Pemisahan limbah pekat menjadi berguna4. Pengendapan padatan dalam limbah cair.

Strategi Pengolahan Limbah

1. Reduce : mengurangi pembentukan limbah dengan memperbaiki proses pengolahan.2. Re-use : Pemanfaatan limbah untuk bahan bakar.3. Re-cycling : pengolahan kembali sebagai bahan dasar proses produksi sebagai makanan, pakan ternak, pembenah tanah dan bahan bakar.

Strategi utk pengolahan Strategi utk pengolahan limbah industrilimbah industri

Perlu Perlu surveysurvey ke pabrik-pabrik khususnya utk ke pabrik-pabrik khususnya utk pelaksanaan program penanganan limbah yg pelaksanaan program penanganan limbah yg ekonomisekonomis..

MengidentifikasiMengidentifikasi sumber-sumber air yg tak sumber-sumber air yg tak terkontaminasi dan yg terkontaminasi terkontaminasi dan yg terkontaminasi yg yg kemungkinan digunakan kembali.kemungkinan digunakan kembali.

Limbah yg Limbah yg pekatpekat agar disendirikan utk diolah agar disendirikan utk diolah menghasilkan bahan yg lebih berguna. menghasilkan bahan yg lebih berguna.

Penanganan limbah pekat Penanganan limbah pekat lebih ekonomislebih ekonomis bila dibandingkan dng effluent yg lebih encer.bila dibandingkan dng effluent yg lebih encer.

Effluent yg lebih encer Effluent yg lebih encer memerlukan pompa memerlukan pompa dan penampungdan penampung utk mengendapkan bahan yg utk mengendapkan bahan yg terkandung di dlmnya.terkandung di dlmnya.

ProsesPenanganan Limbah

1. Perlakuan fisik2. Perlakuan kimia3. Perlakuan biologi

Daya BuangIndustri

• BOD 40.000-70.000 mg/l : limbah yg mengandung miselium jamur.• BOD 10.000-25.000 mg/l limbah industri alkohol

Uji Laboratoris

• Beberapa persyaratan : parameter- parameter yg diamati.• Mencari teknik : - menurunkan kadar garam - mengkoagulasi partikel tersuspensi, koloid dan memecah emulsi.